SU727153A3 - Способ конвертерного передела высокофосфористого чугуна в сталь - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к пе зеделу чугуна, в частности чугуна с высоким содержанием фосфора, в конверторе.

Известен передел чугуна с высоким содержанием фосфора, осуществл емый при помощи томасовского процесса или разработанного способа ЬДАС с применением богатых известью шлаков. При способе ЬДАС плавка продуваетс  чистым кислородом и известковой пылью сверху через охлаждаемую водой трубку , причем плавка состоит из загрузки чугуна, шихты скрапа и части требуемой   способа извести IJ,

В процессе передела быстро происходит образование богатого закисью железа и в св зи с этим реакционноспособного в отношении к обесфосфориванию шлака, благодар  которому в отличие от томасовского процесса возможно осуществл ть обесфосфоривание в более раннее врем , т.е. обеспечивать обесфосфоривание во врем  обезуглероживани . Хот  способ ЬДАС все больше и больше замещает традиционный томасовский процесс, он св зан с р дом недостатков. Так, например, кислород вводитс  в плавку не непосредственно, а косвенно через шлак, что ведет к высокому содержанию закиси железа в шлаке и, в св зи с этим, к высоким потер м железа, т.е. сниженной производительности. Высокое содержание в шлаке железа ухудшает примен емость шлама как удобрени ,кроме того,богатые закисью железа шлаки склонны к вскипанию,т.е. высокое содержание закиси железа в шлаке и сравнительно высокое содержание углерода в плавке, ведет к бурному выбросу железа и шлака.

Дальнейший значительный недостаток способа ЬДАС заключаетс  в том, что достаточно низкое содержание фосфора может быть достигнуто только посредством двух шлаков, что св зано с необходимостью прерывани  процесса по достижении содержани  углерода в количестве 0,7 до 1% и удалени  шлака. Шлак из первой ступени процесса содержит при содержании фосфора в плавке около 0,2% приблизительно 10% железа и 20% фосфорной кислоты. Во врем  второй ступени процесса за счет далее вдуваемой известковой пыли образуетс  новый шлак, при помощи которого содержание фосфора может быть уменьшено до значени  ниже 0,025%. Шлак второй ступени процесса остаетс  в конверторе и используетс  дл  слупени с |е,щпэь: ей загруэк -;. Сразнкталько плохое обесфосфоривание при процессе ЬДАС объ сн етс  тем, что после обезуглероживани  движение ванны осуш.аствл етс  исключительно за счет стру кислорода и поэтоьлу ограничено на сравнительно неболыщю зону поверхкос и ванны t Хроме того. ;;: фокальном

1 .. К-;и;ЛОрОД-.-Оу1 СТруИ : ;-Г: акс ВЫВ 3етс  значительное кс-личестЕО железа, что не только ухудшает ЕФОИЗВОДИТЙЛЬность , но и приводит к образованию большого количества нел елательного бурого .дыма..

Традиционный томасовский процесс, три котором воздух или обогащенный vCaopoflOM воздух вдуваетс  в плавку через наход Едаес  в днище конвертора соппа, по сравнению со способом ЬДйС имеет как преимущества, так и недостатки. Преимущества томасовског :ггроцесса. заключаютс  в том, что дол  чирлорода в дутье перед отверсти ми серел окисл ет железо в закись желеоа а последн   и в носител кислорода, с высоким КПД удал ет из .анны путем окислени  сопутствующие элементы чугуна в последовательности кремний,, марганец, углерод и фосфор. При этом обща  плавка основательно перемешиваетс  за счет балластного азота в дутье, так что. диффуэионкае 1тути не велики с Однако высокое содержание (не менее 60%) азота в дутье приводит к азотированию ста-пи и. фЬме того, к значительны1.1 потер м тепла, так что загрузка скрапа сравнительно невелика, Повнп е ие содержани  кислорода в дутье внше 40%, однако, запрещаетс  из-за св занного с этим получени  большого количества бурого дыма и быстрого износа дкища, даже в случае применени  сопловых труб из меди. Другой недостаток томасовского процесс а состоит в том, что окисление фосфора начинаетс  только в конце обезуглероживани , при так называемом переходе, в св зи с чем были уже сделаны многочисленные попытки с целью достижени  более раннего начала обесфосфоривани , Тое„ осушествлени  обесфосфоривани  одновременно с обезуглероживанием . К этому относ тс  испытани , при которых в испытательный конвертор емкостью в 50 кгр загрузки чугуна вводили струю к с лорода с известковой галпыо через расположенное в охлаждаемой водой медной плите, тоже о: лаждаемое водой сопло 2, Хот  эти испытани  доказали полезность вдувани  .известковой пыли дл  достижени  более раннего начала обесфосфоривани , они из-за св занных с охлаждением водой больших опасностей не могут быть  спользов.аны длк изготовлени 

ЭП-: в KCyViHvii-JXHHVec KQ : С1иТЭб ;

кроме того, этот способ за счет применени  чистого кислорода св зан с грезвычайно сильным образованием бурого .цы.ма, что тоже преп тствует использованию его на практике. Накоi нец, подача к соплаМ известковой пыли в равномерном распределении до сих пор еще не удавалась, так что томасовский процесс ограничивалс  применением обогащенного кислородом

fi воздуха и известной подачей извести через горловину конвертора.

Целью изобретени   вл етс  повы11;8ние производ:4тельности процесса конверторного передела, в частности чугунс с высоким содержанием фосфора

5 и повьшекие стойкости днища и сопел.

Эта цель достигаетс  тем, что вдувание снизу кислорода с известью в чугун осуществл ют в оболочке углеводородного газа. Суспензию кислоро0 да и известковой пыли и газ-оболочку . можно вдув.зть также и под углом к поверхности ванны с целью достижени  соответствующей циркул ции Дл  этого требуютс  наклонно расположенные сопла, которые позвол ют осуществл ть Еыду.зание шлака посредством несодержгщей известковой пыли струи горючего газа при лежачем положении конвертора. Это видоизменение предQ лагаемого способа оказываетс  пригодным ,, Е. частности , тогда, когда в св зи с чрезвычайно низкими содержа- . ни мй фосс)ора и низкими потер ми железа первичный шлак уда.л ют по исте5- чении. двух третей времени продувки и затем продолжают процесс с повышенной прибавкой известковой пыли. Известковую пыль можно вдувать в конвертор через все сопла или через некоторые сопла можно подавать чистый

0 кислород, причем струи чистого кислорода дл  гсредотвращени  образовани  бурого дыма тоже окружены газовой Эс.весой -Оболочкой.

Во врем  пгюцесса можно вдувать

5 также и другие суспензии твердых веществ, например, на основе руды, флюорита, со,цы или боксита, сами по себе или :s с.меси с известковой пылью, которые им.еют то или другое вли ние

fi на процесс Г1ередела.

П;ре/ лаг 1е -)Ый способ осуществл етс  в конверторе, днище которого снабжено , по ментошей мере одним (предпочти т е.п.ь но несколькими) соплами, состо щими из двух концентрических труб. Знутреник  труба используетс  .дл  реакциейНЫ.Х средств , а наружна  - дл  газ а--о болочки .

Особенно спокойно, без выбросов, протекает процесс продувки, если работают с давлением кислорода в пределах от б до 10 ати и загрузкой кислорода известковой пылью от 1 до 2 кг.кмЗ, причем диаметр трубки дл  реакционных средств составл ет не бо.пьше 1/35 высоты ванны. Скорость

течени  струи кислорода известью с приблизительно на 30% ниже скорости струи кислорода. Вследствие этого, например, при давлении дуть  в 8 ати пропускаемое количество кислорода на см поперечного сечени  сопла равно 200 нм/см /час при чистом кислороде и снижаетс  приблизительно до 130 при нагруженном известью кислороде. Если, например, конвертор имеет емкость в 30 тонн при высоте ванны в 0,7 м, удельном потреблении кислорода в 60 нм на тонну стали и желаемом времени продувки в 20 мин пропускаемое количество кислорода составл ет 5400 нм в час. Требуемое поперечное сечение дуть  составл ет 5400 : 130 42 см. В виду того, что при данной высоте ванны в 0,7 м максимально допустимый диаметр сопла составл ет 2 сМ, требуетс  42/3, сопел. В конце процесса передела можно дополнительно вдувать смесь из 10-20% кислорода и 90-80% азота с целью удалени  настыли на соплах.

Суспензию реакционных сред ввод т в конвертор, например, посредством расположенного под днищем конвертора конического сосуда с тангенциально введенной приводной трубкой и, по меньшей мере, одной отведенной радиально на рассто нии от приводной трубки трубкой дл  реакционных сред, а также и концентрической трубкой дл  газа-оболочки. Очень равномерного распределени  известковой пыли достигают, если приводна  трубка введена в верхнюю часть резервуара , а с нижней части резервуара отведено несколько трубок дл  реакционных сред, расположённых на одинаковом рассто нии друг от друга.

Пример осуществлени  способа.

Примен ют 60-тонный симметричный конвертор, выполненный в виде шарика Он содержит нижнюю коническую часть высотою 2 м,. цилиндрическую среднюю часть высотою 1,50 м и верхнюю коническую часть высотою 2 м. Внутренний диаметр конвертора без огнеупорной футеровки составл ет 5,50 м. Толщина огнеупорной футеровки и нижней конической части составл ет 70 см, в цилиндрической средней части - 55 см а в верхней конической части - 50 см

Внутренн   емкость конвертора составл ет 48 м что соответствует удельной емкости 0, стали.

Днище конвертора высотою 1 м и диаметром 3 м снабжено 10 соплами, установленными по средней полосе, наход щейс  на рассто нии О,3 м от диаметра параллельно оси опрокидывани  конвертора.

Сопла выполнены из двух концентрических труб. При этом внутренн   труба дл  кислорода имеет внутренний диаметр 24 мм, а ширина кольцевого

зазора между обеими трубами составл ет 1 мм.

В конвертор загружают 50 т чугуна с температурой 1330°С, содержащего 4,2% углерода, 1% кремни , 0,9% марганца , 0,1% фосфора и 0,04% серы и 15 т скрапа. Во врем  процесса загрузки подают азот в количестве 8000 по внутренним трубам и в количестве 600 нм/ч по кольцевым зазорам.

0

Непосредственно после окончани  процесса загрузки конвертор поворачивают в вертикальное положение фришевани . С этого момента по внутренним трубам подают 17000 HMV4 кис5 лорода вместе с порошковой известью, вз той в среднем количестве 1,2 кг/нм кислорода.

По кольцевым зазорам подают 340 пропана (2 объемн.% в пе0 ресчете на кислород). Процесс фришевани  завершен по истечении 11 мин. В расплав подают всего 3000 нм кислорода вместе с 3600 кг порошковой извести.

5

После окончани  процесса фришевани  получают сталь с температурой 1650°С, содержащую 0,04% углерода, О,25% марганца, 0,008% фосфора, 0,02% серы и 0,002% азота.

Шлак содержит 16% FeO. Выход жид0 кой стали составл ет 93,5%. Обща  продолжительность процесса (загрузки и фришевани ) составл ет 28 мин.

Во врем  процесса фришевани  выброса не наблюдаетс .

5

Износ днища и сопел составл ет 1,7 мм/загрузку.

При использовании в качестве защитной оболочки других газов, например аргона, двуокиси углерода и

0 азота, износ днища и сопел составл ет 14 мм/загрузку, 16 мм/загрузку и 18 мм/загрузку соответственно.

При этом продолжительность процесса составл ет 45,47 и 44 мин соот5 ветственно. Наблюдаетс  выброс шлака.

Claims (4)

1.Способ конверторного передела высокофосфористого чугуна р сталь,

0 включающий донную продувку кислородом вместе с известковой пылью, отличающийс  тем,.что,

с целью повышени  производительности процесса и повышени  стойкости днища

5 и сопел, вдувание кислорода с известью осуществл ют в оболочке углеводородного газа.

2.Способ по п.1, о т л и ч а ющ и и с   тем, что кислород с из0 вестью в оболочке углеводородного газа вдувают под углом к поверхности ванны.

3.Способ по п.1-2, отличающийс  тем, что дополнительно

5 вдувают кислород в оболочке газа.

« г27Д53 8

4.Спсх:об по п.1-3, отличаю-1. Туркебаев Э.А, Применение

щ и и с   тем, что в процессе пере-кислорода в металлургии, Алма-ата,

дела в струе кислорода вдувают руду,1964, с. 372-379. флюорит, соду или бокситы.

. Источники информации,2. Archiv fur das Eisenhuttenприн тые во внимание при экспертизеwesen , 1, 39, 1968, с. 1-8.